Regulation Acide-Base Flashcards

Question 1

Q

Definir un tampon et expliquer brièvement les propriétés d’un tampon idéal.

Answer

A

Couple acido-basique qui possède la propriété d’absorber une certaine quantité d’ions H₃O⁺ ou OH^-,permettant de minimiser les variations de pH.

Équation d’Henderson-Hasselbach: détermine le pH d’une solution tampon.

pH= pKa + log (Cb/Ca)

Le pouvoir tampon exprime la force d’un tampon, en mM par unité de pH.

dépend de la concentration du tampon
depend du pK du tampon
un tampon reste efficace lorsque le pH varie de +/- 1 unité par rapport au pK du tampon
varie selon que le système est fermé_{(tampon non bicarbonate–> pouvoir tampon Max au pK du tampon)} ou ouvert _{(tampon bicarbonate ou le CO2 est volatil –> pouvoir tampon non limité (augmente exponentiellement avec le pH) et élevé à pH 7,44 (55mM/unité de pH))}

Question 2

Q

Définir le principe isohydrique et expliquer son utilité lors de la détermination du pH plasmatique.

Answer

A

Principe isohydrique:

lorsque plusieurs tampons sont présents au sein d’une solution homogène (multi-tamponee) toutes les paires conjuguées sont en équilibre avec la même concentration de H+ (et donc indirectement en équilibre les uns avec les autres)
en pratique clinique, le couple CO₂/HCO₃^- est utilisé pour déterminer le pH du plasma.
le plasma est considéré comme étant une solution homogène ou les systèmes tampons bicarbonate, phosphate et protéiques sont en équilibre avec [H+]=40 nM, soit pH=7,4
Le pH de la solution peut donc être calculé par l’équation d’Henderson-Hasselbach à partir de chaque couple tampon.

Question 3

Q

Expliquer pourquoi le tampon CO₂/HCO₃^- est avantageux pour l’organisme.

Answer

A

Concentration élevée:

+/- 10⁶ fois supérieure à [H+]plasma=40nM
+/- [HCO₃^-]_arteriel= 24 mM et [CO2 dissout]_arteriel= 1,2mM
HCO3- du LEC peut tamponner au maximum 350mEq de H⁺
Le tampon bicarbonate est le plus important des tampons du LEC (55mM/ unité de pH)

CO₂ volatil. ==> élimination pulmonaire (système ouvert)

PaCO₂ régulée par le poumon (40mHg) permettant de maintenir [CO2d] constante et basse (1,2mM)

HCO₃^-régulé par le rein qui réabsorbe le HCO₃^- filtré et régénère le HCO3 - neutralisé

pK= 6,1

moins efficace que le couple H₂PO₄^- /HPO₄^2- dont le pK=6,8

pH~ pK + log(rein/poumon)= pK + log [HCO3 -]/s.PCO2

Question 4

Q

Donner la formule permettant de calculer le pH plasmatique en définissant les différents paramètres de cette formule et en donnant leur valeur normale.

Answer

A

pH = pK1+ log([HCO₃^-]/[CO_2d])

          = pK2 + log([HPO<sub>4</sub><sup>2-</sup>]/[H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub><sup>-</sup>]

   = pK3 + [Prot n-]/[HnProt]

pK1 = 6,1 ; pK2 = 6,8

pH arteriel normal alcalin:

entre 7,38 et 7,42
acidemie si pH < 7,38
alcalémie si pH > 7,42

pK=-logK ; K étant la constante d’équilibre apparente: K=([H+].[HCO3-])/([CO2d])

à partir de la réaction CO2+H2O==> H+ + HCO3-

pH= pK1+ log([HCO3-]/s.PCO2)

_{[HCO3-]ext= 24 mM}
_{PaCO2= 40 mmHgpression partielle du gaz}
_{s= 0,03 mM/mmHgsolubilité du gaz}
_{[CO2d] = s x PCO2 =1,2 mM}

Question 5

Q

Indiquer quels paramètres sont utilisés en routine pour mesurer le pH plasmatique. Expliquer votre réponse et donner les valeurs de ces paramètres dans les conditions normales.

Answer

A

En routine, le couple CO₂/HCO₃^- est utilisé pour déterminer le pH du plasma

pH= pK1+ log([HCO₃^-]/(s.PCO2)

[HCO3-]ext= 24 mM
PaCO2= 40 mmHg
s= 0,03 mM/mmHg [CO2d] = 1,2 mM
pK1= 6,1 pH arteriel normal alcalin: entre 7,38 et 7,42

la détermination de [HCO3-]plasmatique et de PaCO2(PCO2) permet de calculer le pH du plasma. Ces 2 paramètres sont faciles à obtenir via une gazométrie.

Question 6

Q

Citer les principaux systèmes tampons de l’organisme, en justifiant brièvement votre réponse.

Question 7

Q

Expliquer l’importance des tampons du LEC

Answer

A

Le pH du LEC est stabilisé par 4 systèmes tampons appartenant à 2 catégories différentes:

tampon bicarbonate
tampons non bicarbonate
- HnHb/Hb^n-;
- protéines plasmatiques;
- phosphate inorganique ( H₂PO₄^-/HPO₄ ^2-)

le pH du plasma est de 7,4 donc la concentration de H+ est de 40nM dans le plasma d’où 0,00056 mmoles de H+ dans le LEC (14L). La production quotidienne d’acide fixe est de 70mmoles dans le LEC soit 5mmoles/L (70/14).

Les apports quotidiens de H+ sont donc 9000 supérieur à la quantité physiologique d’où l’importance des tampons plasmatiques pour maintenir le pH a une valeur normale.

Question 8

Q

Expliquer l’importance des tampons des tampons urinaires.

Answer

A

Les tampons urinaires indispensables:

H₂PO₄^-/HPO₄^2-
NH₄⁺/NH₃

En l’absence de tampons urinaires, il faudrait excréter 2.333L d’urine par jour.

En absence de tampon urinaire, l’élimination de 70mmoles d’acide non volatil dans 1,5L d’urine non tamponnée provoquerait une chute de pH majeure de 1,3 il y aurait impossibilité d’éliminer cette charge acide quotidienne ( le pH urinaire le plus bas étant 4,5)

Question 9

Q

Indiquer les principaux tampons urinaires et donner les caractéristiques principales.

Answer

A

Tampon phosphate (H₂PO₄^- /HPO₄^2-):

tampon le plus efficace de l’acidité titrable.
représente la grande majorité de l’acidité titrable, l’ensemble des tampons urinaires non HCO₃- et non NH₃ qui lient H⁺.
La quantité de tampon phosphate limite la quantité de H⁺ excrétée.
- Excrétion de 30 mEq/J de H⁺ sous forme d’acidité titrable soit 40% (1/3) de l’excrétion acide quotidienne.
pKa = 6,8 : il est plus efficace lorsque le pH urinaire descend en dessous de 6,8.
L’acidité titrable n’est pas la forme régulée d’H+.
Il varie peu lors d’une acidose.
- 1 H+ sécrété = 1 HCO3- régénéré = 1 H+ sécrété sous forme de H₂PO₄^-

Tampon NH4+/ NH3 :

NH₃ produit au niveau des cellules tubulaires proximales, à partir de glutamine.
NH3 sécrété dans la lumière tubulaire et immédiatement protoné à la valeur du pH urinaire.
- Excrétion de 40mEq/J de H⁺ sous forme de NH₄⁺, soit 60% (2/3) de l’excrétion acide quotidienne.
pKa = 9,25 donc le tampon est insensible à la variation de pH urinaire (il n’existe que sous la forme NH4+).
forme régulée d’excrétion de H+ par ammoniogenèse au niveau du tubule proximal.
tampon tubulaire majeur lors d’une acidose.

Question 10

Q

V/F Dans un couple conjugué, un acide a toujours une charge positve de plus que sa base conjuguée.

Question 11

Q

V/F plus l’acide (la base) est fort(e), plus son Ka (Kb) est élevé, et plus son pKa (pKb) est faible

Question 12

Q

V/F À 37°C, le pH neutre est de 7

Answer

A

FAUX

pH neutre =6,8

pH neutre de 7 seulement à 25°C

Question 13

Q

Comparez le pouvoir tampon CO2/HCO3- en système ouvert ou en système fermé.

Answer

A

Le pouvoir tampon β exprime la force d’un tampon càd:

Le nombre de moles de base forte (ex: NaOH) qu’il est nécessaire d’ajouter à 1L de la solution pour augmenter le pH d’une unité
Le nombre de moles d’acide fort (ex: HCl) qu’il est nécessaire d’ajouter à 1L de la solution pour diminuer le pH d’une unité

En système fermé:

pouvoir tampon max au pK du tampon (+/- 14 mM/unité de pH à pH 6,1) mais faible à pH 7,4 (+/- 2,6 mM/unité de pH à pH 7,4) efficacité limitée

En système ouvert:

pouvoir tampon non limité (augmente exponentiellement avec le pH) et élevé à pH 7,4 (55mM/unité de pH)

Question 14

Q

Pouvoir tampon optimal est situé…

Answer

A

… à 1 unité de pH de part et d’autre du pKa

Question 15

Q

Le pouvoir tampon est maximal …

Answer

A

… lorsque le pH de la solution = pKa du tampon

Question 16

Q

V/F L’anhydrase carbonique permet de favoriser le déplacement vers la gauche de la réaction CO₂dissout + H₂O ⇌ H₂CO₃

Answer

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A

FAUX

La réaction CO₂dissout + H2O → H₂CO₃ peut être accélérée par l’anhydrase carbonique, ce qui favorise le déplacement de la réaction vers la droite.

Question 17

Q

La fourchette de pH compatible avec la vie est de…

Answer

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A

6,8 à 7,8

Question 18

Q

L’acidité titrable…

Answer

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A

…est la quantité de base forte qu’il faut ajouter à un échantillon d’urine pour atteindre le pH plasmatique artériel de 7,4. Cette quantité est égale à la quantité de H+ titrés par les tampons urinaires dans cette zone de pH.

Question 19

Q

V/F lorsque DFG diminue, la quantité de tampon disponible augmente et l’excrétion de H+ est augmentée ==> alcalémie

Answer

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A

FAUX

lorsque DFG diminue (ex: insuffisance rénale), la quantité de tampon disponible diminue et l’excrétion de H+ est réduite ==> acidémie

Question 20

Q

Expliquer pourquoi le système tampon NH4+/NH3 ne fait pas partie de l’acidité titrable et comment il intervient de façon efficace lorsque le pH urinaire diminue.

Answer

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A

Le tampon NH4+/NH3 ne fait pas partie de l’acidité titrable car son pKa est de 9,25 et donc au pH urinaire il n’existe que sous forme de NH4+ qui peut lier le Cl- (ce qui ne modifie pas le pH urinaire) et qui est pas conséquent non titrable à pH=7,4. La forme NH3 n’est jamais présente au niveau urinaire.

Lorsque le pH urinaire diminue, il y a augmentation de l’ammoniogenèse : augmentation du métabolisme de la glutamine grâce à l’induction de la glutaminase (entre dans la cellule par un symport Na+/gln apical et baso-latéral). Cette dernière transforme la glutamine en glutamate puis en α-cétoglutarate libérant 2 NH4+ dans la mitochondrie. Le NH4+ est alors sécrété par la cellule sous forme de NH3 et H+ et enfin reconverti et excrété dans la lumière en NH₄Cl (sel d’ammonium).

Question 21

Q

Définir la charge acide quotidienne et expliquez brièvement ses différents composants:

Answer

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A

L’organisme reçoit chaque jour une quantité massive d’acide qui doit être tamponnée et éliminée pour maintenir la stabilité du PH plasmatique qui est alcalin (PH=7 ,4). Ses différents composants sont :
1 . acide volatil => élimination pulmonaire

15 à 20 moles /j de CO2 produits par le métabolisme oxydatif
ne modifie pas la concentration de HCO3-

2 . acides non volatils (ou fixe ) => neutralisé par les tampons

-représentent plus ou moins 70mEq/J de H+ ( alors que la concentration de H+ plasmatique = 40nM)
restent en solution et diminuent la concentration de HCO3-

3 sources

Alimentation : 20mEq
Métabolisme cellulaire : 40 mEq
Perte de base par les selles : 10 mEq

Question 22

Q

Définir l’excrétion nette d’acide quotidienne et acidité titrable:

Answer

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A

L’excrétion nette d’acide , c’est la production d’acides fixes.

C’est l’acidité titrable ( H₂PO₄^-) + ammonium ( NH₄⁺) – excrétion résiduelle de HCO₃^-.

ENA= (U _NH4+ x V)+(U _AT x V)-(U _HCO3- x V )

ENA= 40 mEq/j + 30 mEq/J -0

ENA= 70 mEq/j ( 40% acidité titrable et 60% NH4+)

Question 23

Q

Expliquez la différence entre réabsorption et régénération rénale de HCO3-

Answer

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A

Réabsorption : (4500mEq/J) passage d’un HCO₃- filtré du compartiment urinaire au niveau cellulaire puis au sanguin (au niveau baso-latéral passage dans le sang grâce à l’échangeur Na+/HCO3- ).

Ce passage se fait grâce à la sécrétion active d’un H+ contre un HCO3-.

La sécrétion active de H+ se fait à 2 niveaux et principalement au niveau du TP: majoritairement par l ‘échangeur NHE3 apical (drivé par la Na+/K + ATPase) et minoritairement par la H+ ATPase.

Régénération : (70 mEq/J) formation d’une nouvelle molécule de HCO3- suite à la sécrétion d’un H+ tamponné dans la lumière tubulaire par NH3 et HPO₄^2- . On les retrouve alors excretés sous forme d’acidité titrable (H₂PO₄^-) et de NH₄⁺.

La régénération des HCO3- se produit tout au long du tubule et le tubule collecteur est souvent appelé segment d’acidification, dans la mesure où, à son niveau, le pH urinaire peut chuter jusqu’à 4,5

Sur les 4570 mEq/L de H+ sécrétés au niveau tubulaire : 4500mEq/L sont complètement tamponnés grâce à la réabsorption de HCO₃^-(1H+ sécrété =1 HCO₃^- réabsorbé), et les 70mEq/L restant sont pris en charge par les tampons urinaires permettant la régénération de HCO₃^- au niveau du tubule collecteur (1H⁺ sécrété = 1HCO₃^-régénéré).

Question 24

Q

Lors d’une perturbation acido-basique (acidose respiratoire/acidose métabolique/alcalose respiratoire/alcalose métabolique) expliquez quels sont les mécanismes compensatoires mis en jeu par l’organisme, en précisant la chronologie et leur intervention:

Answer

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A

3 mécanismes compensatoires complémentaires et successifs :

tamponnement immédiat du LEC (min) et du LIC rapide (min à heures)
compensation respiratoire rapide à intermédiaire (min à heures) pour autant que la perturbation ne soit pas induite par une pathologie pulmonaire
compensation rénale lente (heures à jours) pour autant que la pathologie ne soit pas induite par un problème rénal.

Lors d’un problème respiratoire la compensation est métabolique (rénale) et lors d’un problème rénal la compensation est respiratoire.

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